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7-44 黑洞数
分数 20
作者 C课程组
单位 浙江大学

黑洞数也称为陷阱数，又称“Kaprekar问题”，是一类具有奇特转换特性的数。

任何一个各位数字不全相同的三位数，经有限次“重排求差”操作，总会得到495。最后所得的495即为三位黑洞数。所谓“重排求差”操作即组成该数的数字重排后的最大数减去重排后的最小数。（6174为四位黑洞数。）

例如，对三位数207：

    第1次重排求差得：720 - 27 ＝ 693；
    第2次重排求差得：963 - 369 ＝ 594；
    第3次重排求差得：954 - 459 ＝ 495；

以后会停留在495这一黑洞数。如果三位数的3个数字全相同，一次转换后即为0。

任意输入一个三位数，编程给出重排求差的过程。
输入格式：

输入在一行中给出一个三位数。
输出格式：

按照以下格式输出重排求差的过程：

序号: 数字重排后的最大数 - 重排后的最小数 = 差值

序号从1开始，直到495出现在等号右边为止。
输入样例：

123

输出样例：

1: 321 - 123 = 198
2: 981 - 189 = 792
3: 972 - 279 = 693
4: 963 - 369 = 594
5: 954 - 459 = 495
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 把 n 按位拆分到数组 array 中
void split(int n, int array[]) {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        array[i] = n % 10;
        n /= 10;
    }
}

int comp(const void* v1, const void* v2) {
    int a = *(const int *)v1;
    int b = *(const int *)v2;
    // 因确定不会溢出，用减法
    return a - b;
}

// 重排后的最大数
int max(int array[]) {
    return array[2] * 100 + array[1] * 10 + array[0];
}

// 重排后的最小数
int min(int array[]) {
    return array[0] * 100 + array[1] * 10 + array[2];
}

int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    
    int sub = 0;
    for (int i = 1; sub != 495; i++) {
        int array[3];
        split(n, array);
        qsort(array, 3, sizeof(int), comp);
        int ma = max(array);
        int mi = min(array);
        sub = ma - mi;
        printf("%d: %d - %d = %d\n", i, ma, mi, sub);
        n = sub;
    }
    
    return 0;
}